题目内容

3．某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有乙醇、无水醋酸钠，D中放有饱和碳酸钠溶液．
已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2•6C2H5OH
②有关有机物的沸点：
试剂乙醚乙醇乙酸乙酸乙酯
沸点/℃34.778.511877.1
请回答：
（1）浓硫酸的作用：制乙酸、催化剂、脱水剂；若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示18O位置的化学方程式：CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O．
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈红色，产生此现象的原因是（用离子方程式表示）CO32-+H2O?HCO3-+OH-反应结束后D中的现象是溶液分层，上层无色油体液体，下层溶液颜色变浅．
（3）从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，分离出乙醇；再加入（此空从下列选项中选择）C；然后进行蒸馏，收集77℃左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯：
A．五氧化二磷       B．碱石灰       C．无水硫酸钠    D．生石灰．

分析 （1）乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯，该反应为可逆反应，浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动；
羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互结合生成水；
（2）圆底烧瓶受热不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸，同时起冷凝作用；
醇与乙酸都易挥发，制备的乙酸乙酯含有乙醇与乙酸，通常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，反应掉挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中，便于闻乙酸乙酯的香味，溶解挥发出来的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到酯，故D中的溶液为饱和的碳酸钠溶液，碳酸根水解，溶液呈碱性，反应后溶液分层，上层无色油体液体，由于碳酸钠与乙酸反应，故下层溶液颜色变；
（3）用氯化钙除去少量乙醇，用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；不能选择P2O5、碱石灰和NaOH等固体干燥剂，以防乙酸乙酯在酸性（P2O5遇水生成酸）或碱性条件下水解．

解答 解：（1）酸与乙醇需浓硫酸作催化剂，该反应为可逆反应，浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动，由于反应加入的是乙酸钠，故浓硫酸的作用为：制乙酸、催化剂、吸水剂；
羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互结合生成水，其它基团相互结合生成酯，同时该反应可逆，反应的化学方程式为：CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O，
故答案为：制乙酸、催化剂、脱水剂；CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O；
（2）圆底烧瓶受热不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸，球形干燥管体积大，可以防止倒吸，同时起冷凝作用；
碳酸根水解CO32-+H2O?HCO3-+OH-，溶液呈碱性，加入几滴酚酞，溶液呈红色；
碳酸钠水解呈碱性，乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，密度比水小，溶液分层，上层无色油体液体，乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅；
故答案为：防止倒吸、冷凝；CO32-+H2O?HCO3-+OH-；溶液分层，上层无色油体液体，下层溶液颜色变浅；
（3）用氯化钙除去少量乙醇，用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物，不能选择P2O5、碱石灰和NaOH等固体干燥剂，以防乙酸乙酯在酸性（P2O5遇水生成酸）或碱性条件下水解；
故答案为：乙醇；C．

点评 本题考查制备方案的设计，题目难度中等，注意（3）涉及到乙酸乙酯的精制，用无水硫酸钠除去少量的水，不能选择P2O5、碱石灰和NaOH等固体干燥剂，以防乙酸乙酯在酸性（P2O5遇水生成酸）或碱性条件下水解，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
相关题目
13．利用如图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度．
回答下列问题：
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3kJ/mol）：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是C（从下列选出）．
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入   C．一次迅速倒入
（3）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是D（从下列选出）．
A．用温度计小心搅拌        B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯          D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
（4）实验数据结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）acd．
a．实验装置保温、隔热效果差b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度．
14．X、Y、Z、M、R、W均为周期表中前四周期的元素．X的基态原子外围电子排布式为3s2；Y原子的L电子层的P能级上有一个空轨道；Z元素的基态原子最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子； M 的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反； W为过渡元素，其基态原子外围电子排布成对电子数是未成对电子数4倍．回答下列问题（相关回答均用元素符号表示）：
（1）X的基态原子有12种运动状态不同的电子；
（2）ZM3-的离子空间构型为平面三角形，其中Z的杂化方式为SP2杂化；
（3）W的元素符号MnW与YM易形成配合物W（YM）4，在W（YM）4中W的化合价为0；与YM分子互为等电子体的离子的化学式为CN-或C22-，O22+．
（4）W单质的晶体在不同温度下有两种原子堆积方式，晶胞分别如图A、B所示：

①图B中原子堆积方式为面心立方最密堆积，A、B中W原子的配位数之比为2：3．
②A、B晶胞的棱长分别为a cm和b cm，则A、B两种晶体的密度之比为b3：2a3．
③图A的堆积方式空间利用率$\frac{\sqrt{3}π}{8}×100%$（用含π的式子表示）
11．下列微粒中，键角最大的是（　　）
A．NH4+B．H3O+C．CO2D．CCl4
18．表为元素周期表的一部分，请参照元素①-⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题：

（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为Na＞Al＞O．（用元素符号表示）
（2）②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是HNO3＞H2CO3＞H2SiO3 ．（用分子时表示）
（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的化合物，写出其中一种化合物的化学式NaOH．
（4）④和⑤形成的一种化合物能与水发生化合反应，则该化合物电子式为．
（5）由表中①④元素的原子按1：1组成的化合物的稀溶液易被催化分解，通常使用的催化剂为（填序号）ab．
a．MnO2        b．FeCl3           c．Na2SO3              d．KMnO4
（6）⑤、⑥各自的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
8．已知短周期元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（　　）
A．氢化物的稳定性H2Y＞HZB．离子半径W3+＜Z-，第一电离能X＜W
C．W、X、Y、Z最高正价与族序数相等D．电负性Z＜Y＜W＜X
15．按要求填空：
（1）写出下列微粒的电子式：
N2 四氯化碳CO2    HClO氯化铵  Na2O2
（2）质量数为23，中子数为12的原子的离子结构示意图：
（3）下列物质属于离子晶体③⑤，属于分子晶体的是②⑦，原子 晶体①⑧．
①金刚石   ②干冰      ③氯化钠    ④铜    ⑤氢氧化钠     ⑥铁⑦碘   ⑧水晶．
12．下列条件下的反应，放出H2的速率最快的是（　　）
金属（粉末状）/mol酸的浓度和体积（mL）反应温度
AMg0.11.5mol/L H2SO41020℃
BAl0.13mol/L HCl1020℃
CZn0.13mol/L CH3COOH1020℃
DFe0.13mol/L HNO31020℃
A．AB．BC．CD．D
13．某学生设计氨催化氧化实验，并将制得NO进一步氧化为NO2用水吸收NO2，并检验HNO3的生成．
可供选择的固体药品有：NH4Cl、Ca（OH）2、KClO3、MnO2、CaO
可供选择的液体药品有：浓氨水、过氧化氢、浓盐酸、水
可供选择的仪器有：如图

另有铁架台、铁夹、铁圈、乳胶管若干，可供选择．设计实验时，A和B两个制气装置允许使用两次，其余装置只能使用一次．
（1）氨氧化制NO的化学方程式为4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，该反应应在装置F中进行．
（2）为快速制O2和NH3，制取O2化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑；制取NH3化学反应方程式为NH3•H2O=NH3↑+H2O．
（3）利用快速制NH3和O2的装置组装，各仪器按气流方向连接的正确顺序为（按装置先后顺序排列）

（4）装置C的作用是吸收多余NH3和水蒸气．
（5）装置H中溶液变红，其原因是（用化学方程式表示）4NO2+O2+2H2O=4HNO3．

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